汽轮机叶片制造工艺过程
汽轮机叶片设计_0
汽轮机叶片设计叶片广泛应用于航空发动机、汽轮机、燃汽轮机和压缩机等，起能量转换的关键作用，本文研究精密锻造和普通模锻叶片型线修整的规律，得出了型线修整的通用方法，规范了型线修整的过程。
汽轮机的主要用途是在热力发电厂中做驱动发电机的原动机。
叶片把汽轮机中的蒸汽热能转化为机械能，叶片主要应用于汽轮机、燃汽轮机和压缩机等，是汽轮机的心脏，叶片制造的工时约占汽轮机整机的1/3，成本是整机的20%左右。
叶片事故时有发生。
叶片损伤是汽轮机发生故障的主要原因，由于叶片的品种多，高质量的要求以及加工难度，设计水平也是决定汽轮机组性能的重要因素。
叶片的成型技术，提高叶片抵抗振动疲劳的能力是我们重点研究对象。
叶片的曲面型面是比较复杂的，所用的材料为不锈钢，韧性大，强度高。
叶片三维参数化设计主要以UG，PROE等平台，开发叶片修正GRIP程序。
标签：汽轮机叶；设计；修正1 國内外研究现状汽轮机叶片设计时的最重要参数是强度和振动特性，采用二叉树法，计算时采用的有限元分析，早期采用的是能量法和矩阵法来计算叶片的振动频率，叶片参数化造型程序开发可以采用UG、PROE等软件。
德国宝马发动机公司和Attech Gmbh engineering software technology 开发的基于ACIS 的参数化叶片设计CAD 系统。
美国NASA和依阿华州立大学联合开发叶片造型CAD系统，在ANSYS 的基础上开发的汽轮机叶片寿命分析软件BLADE，采用了三维8节点等参实体单元模化叶片。
国内目前很少有自己开发出的造型系统，大多是基于商用CAD软件二次开发，如同哈工大和沈阳黎明发动机制造公司的基于AUTOCAD二次开发的叶片叶身表面造型系统，采用8节点非协调元。
2 二叶片参数化设计理论叶片由叶型、叶根、和叶顶三部分组成。
每一个横截面边缘叫型线，断面型线及其叶高等参数要符合气体动力学要求，满足结构强度和加工工艺的要求。
受载荷而成为多轴应力状态，须采用三维实体单元来模化。
汽轮机叶片制造工艺过程
轴流式蒸汽轮机动叶片制造工艺简述摘要：介绍了汽轮机等截面直叶片、自由成型叶片、有成型规律叶片汽道加工的毛坯制造、型面加工工艺过程，并介绍了五联动加工中心的基本特点，简单说明了汽轮机叶片几种特种加工方法的基本原理。
关键字：汽轮机动叶片毛坯制造加工工艺特种加工一：汽轮机简介汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机是一种高温高压高速旋转的机械，尤其对于发电用汽轮机来说，又是大功率输出地原动力机械，所以设计要求汽轮机具有高效率，高安全可靠性，而且可调性要好。
目前我国发电用汽轮机以300～600MW居多，体积庞大，结构精细复杂。
由于多级轴流式汽轮机绝热焓降大，能够充分利用蒸汽的热能，因此绝大多数为发电用汽轮机均为多级轴流式汽轮机。
汽轮机本体主要由转动部分和静止部分两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
因此汽轮机的制造工艺主要为上述部件的制造工艺。
汽轮机制造工艺的特点为：属单件生产，生产期长，材料品种多，材料性能要求高，零件种类多，加工精度高，设备要求高，操作技能要求高，机械加工工种齐全，设计冷热工艺且面广，检测手段齐备要求高，计量设备、测量工具齐全而且要求高采用专门工装多。
二：轴流式蒸汽轮机动叶片制造工艺1：叶片的结构静叶片一般由工作部分和安装部分组成动叶片一般由叶根、叶型部分和叶顶三部分组成2：叶片的工作条件及材料选择叶片的工作条件复杂，除因高速旋转和气流作用而承受较高的静应力和动应力外，还因其分别处在过热蒸汽区、两相过渡区、和湿蒸汽区段内工作而承受高温、高压、腐蚀和冲蚀作用。
因此叶片的材料要满足以下要求：良好的常温和高温机械性能、良好的抗蚀性、良好的减震性、和一定的耐磨性良好的冷热加工性能。
CAP1400自主核电次末级空心叶片制造技术研究
邓小龙,熊建坤,张峻铭,伍敏(东方电气集团东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:文章介绍了次末级叶片制造工艺流程,并详细阐述了内背弧模具设计及热压成型、装配、焊接等工序的技术要点和制造难点及解决方案,并最终试制成功,为后续空心静叶片制造提供理论支撑。
关键词:CAP1400自主核电,次末级叶片,热压成型,焊接中图分类号:TM623文献标识码:B文章编号:1674-9987(2023)04-0045-06 Study on Manufacturing Technology of CAP1400Autonomous Nuclear Power Sub-end Hollow BladesDENG Xiaolong,XIONG Jiankun,ZHANG Junming,WU Min(Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000)Abstract:This paper introduces the manufacturing process of the second and last stage blades,and elaborates the technical points, manufacturing difficulties and solutions for the design of the inner back arc mold,hot-pressing forming,assembly,welding and other processes,which provides theoretical support for subsequent hollow blade fabrication.Key words:CAP1400autonomous nuclear power,sub-last blade,hot pressing forming,welding第一作者简介:邓小龙(1988-),男,本科,工程师,毕业于合肥工业大学材料成型及控制工程专业,主要从事汽轮机焊接工艺的研究工作。
2010-09-13汽轮机末级叶片技术交流
• 2.美国 2.美国
主要采用爆炸喷涂在汽轮机末级叶片制备碳化铬涂层（美国联合碳 化物联合公司、西屋公司）。
• 3.日本 3.日本
日本1994年就开始采用激光熔覆对叶片进行处理。
• 国外已经朝着热喷涂和激光熔覆的方向发展。
第三部分 超音速喷涂与爆炸喷涂
• 1、超音速喷涂设备国内外现状及特点 1.1超音速喷涂技术国内外现状 1.2超音速火焰喷涂的特点 • 2、爆炸喷涂设备国内外现状及特点 2.1 爆炸喷涂设备国内外现状 2.2 爆炸喷涂的特点
2.2.1 镶嵌司太立合金
• 司太立合金具有硬度高、耐磨损、抗氧化、组织稳定性 好、有较好的抗水蚀性能，水滴撞击仅引起小量变形。 • 尽管超过一定范围也会出现水蚀，但其抵制断裂能力好 ，即使出现严重的水蚀，也不易产生裂纹，同时根据运 行情况可选择不同形状的合金，当水蚀严重时，可以更 换新的合金片。 • 司太立合金可以通过钎焊、堆焊等工艺，涂覆在末级叶 片上，起到抗水蚀的作用。 • 应用实例：无锡叶片厂、哈尔滨汽轮机有限公司等。
• 目前汽轮机末级叶片的主要制造材料为： 1Cr12Mo、2Cr13、2Cr12MoV、2Cr10MoVNbN等。
• 据西屋公司的资料，该公司生产的393台汽轮机发生过叶 片水蚀造成的断裂事故。德国统计，在35起低压缸叶片 损伤事故中有13起主要是由于叶片水蚀引起的。因此提 高叶片性能，减少水蚀发生成为保证汽轮机运行可靠性 的关键技术之一。 • 鉴于此，国内外各大汽轮机制造厂、研究机构及电站等 单位都投入了大量精力，对叶片水蚀机理、防护技术等 方面进行了大量研究。
小结
• 国内在汽轮机末级叶片制造中的表面处理方法过去主要 是：钎焊司太立合金片、火焰淬火、高频感应加热淬火 等处理工艺。 • 目前正朝着热喷涂、激光技术方向发展。
汽轮机叶片制造工艺过程
轴流式蒸汽轮机动叶片制造工艺简述摘要：介绍了汽轮机等截面直叶片、自由成型叶片、有成型规律叶片汽道加工的毛坯制造、型面加工工艺过程，并介绍了五联动加工中心的基本特点，简单说明了汽轮机叶片几种特种加工方法的基本原理。
关键字：汽轮机动叶片毛坯制造加工工艺特种加工一：汽轮机简介汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机是一种高温高压高速旋转的机械，尤其对于发电用汽轮机来说，又是大功率输出地原动力机械，所以设计要求汽轮机具有高效率，高安全可靠性，而且可调性要好。
目前我国发电用汽轮机以300～600MW居多，体积庞大，结构精细复杂。
由于多级轴流式汽轮机绝热焓降大，能够充分利用蒸汽的热能，因此绝大多数为发电用汽轮机均为多级轴流式汽轮机。
汽轮机本体主要由转动部分和静止部分两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
因此汽轮机的制造工艺主要为上述部件的制造工艺。
汽轮机制造工艺的特点为：属单件生产，生产期长，材料品种多，材料性能要求高，零件种类多，加工精度高，设备要求高，操作技能要求高，机械加工工种齐全，设计冷热工艺且面广，检测手段齐备要求高，计量设备、测量工具齐全而且要求高采用专门工装多。
二：轴流式蒸汽轮机动叶片制造工艺1：叶片的结构静叶片一般由工作部分和安装部分组成动叶片一般由叶根、叶型部分和叶顶三部分组成2：叶片的工作条件及材料选择叶片的工作条件复杂，除因高速旋转和气流作用而承受较高的静应力和动应力外，还因其分别处在过热蒸汽区、两相过渡区、和湿蒸汽区段内工作而承受高温、高压、腐蚀和冲蚀作用。
因此叶片的材料要满足以下要求：良好的常温和高温机械性能、良好的抗蚀性、良好的减震性、和一定的耐磨性良好的冷热加工性能。
科技成果——燃气轮机叶片及热端部件修复再制造技术
科技成果——燃气轮机叶片及热端部件修复再制造技术所属行业装备制造适用范围燃气轮机修复成果简介1、技术原理燃机是一种高效、节能、低污染的动力设备，广泛地应用于地面发电、能源动力、航空航天等领域。
随着燃机性能的提高，其热端部件所使用的材料性能也不断提高，以往可以用常规焊接工艺修缮的工件现已经不能采用，而如今的热端部件的制造仅仅掌握在国外的几家大型公司，其价值昂贵，往往一台份叶片的价格近5000万美元（9E、9F等机组），国产叶片也近4000万人民币所以叶片的损伤是目前国内使用单位最大的经济损失与压力，这样就急需要开发研制新方法、新工艺来解决。
激光作为一种特种能量源，发展激光辐照下的粉末熔铸生长和激光显微积分焊以及激光微弧沉积复合修复工艺。
其中粉末冶金法是公司在激光修复技术之外的一项重大突破。
粉末冶金过程为：粉末-成形-烧结，通过粉末组成的优化选择可实现工件的近、等强度的无损求原修复；通过可塑粉末体随工件基体几何结构抹塑成形，可实现工件的大面积、大孔洞、大间隙和较大厚度的无损求原修复。
对于高温合金，尤其是含Al+Ti量高的镍基高温合金，由于其难熔焊修复的问题，采用粉末冶金修复再制造技术应是十分有意义的，在发动机叶片及热端部件修复再制造中具有广阔的应用前景。
2、关键技术与装备（1）针对不同叶片片体基材烧结界面的冶金化程度即双金属界面液态相容性；（2）针对大缺陷处的烧结如何解决由于金属收缩比不同产生的裂纹；（3）控制烧结真空度与烧结温度，对空心型腔结构烧结时不会发生烧结粉末熔化点时的流动，也可称为仿型烧结技术；（4）烧结后烧结区的强度应不低于本体强度的70%，性能要达到基体性能的90%。
装备：TFL-H6KWCO2激光器一台成套设备；ZKSX-DC-02、ZKSX3004固态激光器二台；YAG500W、SF-1GX-500B激光器二台；DS-300电弧喷涂机、N-800等离子喷涂机各一台；等离子堆焊机一台；VHB-181830H、VHB-6612H多用途真空热处理炉二台；多功能微弧增材制造机（专利产品）若干台。
图解汽轮发电机组工作原理及结构
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火力发电厂的几个基本概念
1.饱和水：指在一定条件时，水不能再溶解某种物 质而达到此物质的饱和状态，但此饱和水还可以溶 解其他物质，里面物质的溶解度并不会互相影响。 2.饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时 单 位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子 数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态。 3.过热蒸汽：就是在一定压力下，蒸汽达到饱和温 度，继续吸热，温度超过饱和温度。
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喷嘴
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隔板
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汽轮机喷嘴和喷嘴室
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隔板和下汽缸组装
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轴承（轴瓦）
汽轮机的轴承有径向支持轴承和轴向推 力轴承两种。
1.径向支持承轴：支持转子重量 和离心力。 ( 固定式、自立式 、三油楔式、可倾瓦。） 2.推力承轴： 承担汽轮机转子轴向推力， 保证轴向间隙。
热核反应，相当地球燃烧19000T的标煤，太阳中可燃烧的氢为10分之1，能燃 烧100多亿年。电磁波-粒子流。地球接收的能量只占总能量的20亿分之1。
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4.核能发电：利用铀235的核裂变，产生的 能量，进行发电。
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中国核电站分布图
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原理：1个中子进入铀235原子核以后，原子就变的不稳 定，分裂成2个较小质量的原子核，这就是核裂反应， 产生很大的能量的同时，还会放出2-3个中子和其他射 线，这些中子再次进入铀235原子核，不断重复上述核 裂变反应。
CC50-8.82/0.98/0.118
汽轮机叶片
汽轮机叶片选材及工艺制订（徐州工程学院08材控卢辉20080607146郭淇源20080607147 ）叶片的服役条件a）每一级叶片的工作温度都不相同；b）工作在高温、高压、高转速或湿蒸汽区等恶劣环境中，经受着离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区高速水滴冲蚀的共同作用；c）汽轮机在工作过程中，动叶片承受着最大的静应力、动应力和交变应力。
对叶片材料性能的要求：a）应具有足够的室温和高温机械性能；b）良好的耐蚀性和抗冲蚀性；c）良好的减振性；d）高的断裂韧性；e）优良的冷、热加工工艺性能。
（1）銘不锈钢，lCrl3和2Crl3:热处理工艺：在调质状态下使用。
lCrl3: 1000〜1050C油淬，700〜750C回火;2Crl3: 950~1000C 油淬，640、720C 回火，金相组织：lCrl3:回火索氏体+少量铁素体；2Crl3:回火索氏体。
优点：在室温和工作温度下具有足够的强度，还具有很好的耐腐蚀性能和减振性。
缺点：当温度超过500C时，热强性明显下降，使用工作温度在450~500C以下。
lCrl3钢若锻造或淬火温度过高，奥氏体晶粒粗大，有大量块状铁素体生成，振动衰减率和冲击韧性降低。
銘不锈钢抗水冲蚀的能力较差。
(2)强化型銘不锈钢牌号1: 2Crl2NiMolWlV2Crl2NiMolWIV钢作为GB8732—88《汽轮机叶片用钢》标准的一个专用钢种和GB1221 标准中的2Crl2NiMoIWIV钢种相比,其Cr. Mo. W. V和P. S的含量控制范围要求更严格一些，从而中和力学性能也更好一些，两种钢的化学成分。
热处理规范及力学性能指标的比较见表1和表2表1 2 Crl2NiMolWlV 钢和2 Crl2NiMoWV 钢化学成份表2 2 Crl2NiMolWlV钢和2 Crl2NiMoWV钢处理规范和力学性能(3)低合金珠光体耐热钢牌号：20CrMo> 24CrMoV该类钢特点是合金元素含量较低，比较经济，工艺性能良好，经过调质处理后强度、塑韧性都比较满意，主要用于制造在450C以下的中压汽轮机的压力级各级动叶片和隔板静叶片。
燃气轮机航空叶片介绍
航空发动机叶片众所周知，在航空发动机里叶片是透平机械的“心脏”，是透平机械中极为主要的零件。
透平是一种旋转式的流体动力机械，它直接起着将蒸汽或燃气的热能转变为机械能的作用。
叶片一般都处在高温，高压和腐蚀的介质下工作。
动叶片还以很高的速度转动。
在大型汽轮机中，叶片顶端的线速度已超过600 ｍ/ｓ，因此叶片还要承受很大的离心应力。
叶片不仅数量多，而且形状复杂，加工要求严格；叶片的加工工作量很大，约占汽轮机、燃气轮机总加工量的四分之一到三分之一。
叶片的加工质量直接影响到机组的运行效率和可靠行，而叶片的质量和寿命与叶片的加工方式有着密切的关系。
所以，叶片的加工方式对透平机械的工作质量及生产经济性有很大的影响。
这就是国内外透平机械行业为什么重视研究叶片加工的原因。
随着科学技术的发展，叶片的加工手段也是日新月异，先进的加工技术正在广泛采用。
叶片的主要特点是：材料中含有昂贵的高温合金元素；加工性能较差；结构复杂；精度和表面质量要求高；品种和数量都很多。
这就决定了叶片加工生产的发展方向是：组织专业化生产，采用少、无切削的先进的毛坯制造工艺，以提高产品质量，节约耐高温材料；采用自动化和半自动化的高效机床，组织流水生产的自动生产线，逐步采用数控和计算机技术加工。
叶片的种类繁多，但各类叶片均主要由两个主要部分组成，即汽道部分和装配面部分组成。
因此叶片的加工也分为装配面的加工和汽道部分的加工。
装配面部分又叫叶根部分，它使叶片安全可靠地、准确合理地固定在叶轮上，以保证汽道部分的正常工作。
因此装配部分的结构和精度需按汽道部分的作用、尺寸、精度要求以及所受应力的性质和大小而定。
由于各类叶片汽道部分的作用、尺寸、形式和工作各不相同，所以装配部分的结构种类也很多。
有时由于密封、调频、减振和受力的要求，叶片往往还带有叶冠（或称围带）和拉筋（或称减震凸台）。
叶冠和拉筋也可归为装配面部分。
汽道部分又叫型线部分，它形成工作气流的通道，完成叶片应起的作用，因此汽道部分加工质量的好坏直接影响到机组的效率。
大尺寸燃气轮机叶片的熔模铸造工艺
大尺寸燃气轮机叶片的熔模铸造工艺作者：朱秋菊荀艳华来源：《科学与财富》2019年第05期摘; 要：燃气轮机在我国的各个领域中都有着比较高的应用价值，直接影响到人们日常生活的质量，例如说燃气轮机在发电方面的应用，直接影响人们的日常用电质量，一直受到国家和人民的高度重视。
叶片作为燃气轮机的重要零件组成，对其工作的各方面都有着很大的影响，我国现阶段的对于叶片的熔模铸造工艺经过多年的发展已经取得了一定的成果，但还是存在很多缺陷和不足，限制我国燃气轮机的发展也研究，需要我们对国外的一些先进技术进行学习。
关键词：大尺寸叶片;熔模铸造;关键技术随着我国科技的发展，燃气轮机的科技水平不断进步，为很多领域的发展进步提供了坚实的基础。
随着人们环保意识的不断增强，清洁能源的使用被提上议程，燃气轮机可以很好的为天然气的应用提供帮助。
高效和节能已经成为燃气轮机现阶段发展的主要方向，为电力供应提供了坚实的技术和设备基础。
但是我国的轮汽轮机研发水平较国际水平还有着不小的差距，文主要对叶片的熔模铸造工艺进行研究，希望可以为我国燃气轮机今后发展提供帮助。
1 燃气轮机涡轮叶片熔模铸造工艺发展1.1 模具设计及制造技术在燃气轮机发展的初期，模具的制作难度较高，主要是通过人工设计画图的方式进行制造，不但制造的效率较低，制造的质量比较低。
随着时代的发展进步，出现了计算机技术，通过计算机技术的应用可以通过计算机软件进行设计制造，代替原来的手工操作，使制造的效率不断提升。
为了满足模具制造的实际需求，计算机软件开始不断更新换代，为设计提供更高的技术支持，模具的各方面性能和制造的效率不断提升。
多年的模具制造形成了两种比较常用的制造方法，其中一种的方法主要是通过多种能量低价的方式对材料按照一定的要求进行切除，这种方法称之为复合加工方法。
还有一种方法是近几十年出现的模具制造方法，较复合加工方法具有更先机的技术。
这种方法具有很多优势，不断可以实现模具制造的高效性，制造出来的模具还具有有很广泛的使用范围。
汽轮机工作原理及结构ppt
反动作用原理
蒸汽得热能转变为动能得过 程,不仅在喷嘴中发生,而且在动 叶片中也同样发生得汽轮机,叫 做反动式汽轮机。
在反动式汽轮机中,蒸汽不 但在喷嘴(静叶栅)中产生膨胀, 压力由p0降至p1,速度由c0增至 c1,高速汽流对动叶产生一个冲 动力;而且在动叶栅中也膨胀,压 力由p1降至p2,速度由动叶进口 相对速度w1增至动叶出口相对速 度w2,汽流必然对动叶产生一个 由于加速而引起得反动力,使转 子在蒸汽冲动力与反动力得共同 作用下旋转作功。
汽轮机剖面图
汽轮机转子
汽轮机转子在高温蒸汽中高速旋转,不 仅要承受汽流得作用力与由叶片、叶轮本 身离心力所引起得应力,而且还承受着由温 度差所引起得热应力。此外,当转子不平衡 质量过大时,将引起汽轮机得振动。因此, 转子得工作状况对汽轮机得安全、经济运 行有着很大得影响。
给水泵汽轮机转子
330MW机组低压转子
目前单台机组容量已突破1300MW
➢ 运转平稳、事故率较低、充分提高了设备利 用率
一般可保持3～4年大修一次
汽轮机得应用领域
发电拖动
火力发电厂、核电厂
工业拖动
钢铁厂、造纸厂、化工厂
舰船拖动
大型远洋船舶、军事大型舰艇、核动力航空母舰
汽轮机得基本概念
汽轮机就是用具有一定温度与压 力得蒸汽来做功得回转式原动机 。 按其做功原理得不同,可分为冲动式 汽轮机与反动式汽轮机两种类型。
超超临界汽轮机 新蒸汽压力为25、0MPa以上。
汽轮机得结构
汽轮机由转动部分与静止部分所组成。 汽轮机转动部件得组合体称为转子,它包括 主轴、叶轮(或转鼓)、动叶栅、联轴器及 装在轴上得其她零件。蒸汽作用在动叶栅 上得力矩,通过叶轮、主轴与联轴器传递给 发电机或其她设备,并使它们旋转而作功。 汽轮机得静止部分包括基础、台板(机座)、 汽缸、喷嘴、隔板、汽封、轴承等部件,但 主要就是汽缸与隔板。
汽轮机结构：第四节动叶片
工作时对叶片自振频率的影响因素有：
（1）叶根的连接刚度。连接不牢，会使叶片 自振频率降低。可用叶根牢固系数Kr修正。 （2）工作温度。工作温度升高会使E减小，叶 片自振频率降低。可用温度修正系数Kt修正。 （3）离心力。工作时叶片偏离了平衡位置， 离心力会增加叶片的刚度，使叶片自振频率提 高。 （4）叶片成组。用围带和拉金将叶片连接成 组对叶片的自振频率有两方面的影响（增大和 减小）。
4、叶片振动的安全准则
（1）概述 叶片上受到的应力：静应力σ m + 动应力σ d 动应力由汽流力引起，与汽流力成正 比 σ = Dσ 。 安全要求：叶片必须满足静强度、动强 度的要求。 ∗ 校核指标——耐振强度 σ a 。
d sb
耐振强度（复合疲劳强度）：指在一定 工作温度和一定静应力作用下，叶片所 能承受的最大交变应力的幅值。 调频叶片：将叶片的自振频率与激振力 频率调开，避免运行中发生共振的叶片。 不调频叶片：允许叶片在共振状态下长 期工作的叶片。
叶片的动频率：叶片在旋转状态下的自 振频率。
fd = f 2 + Bn 2
影响叶片自振频率的因素：
（1）叶片的抗弯刚度（EI）。抗弯刚度越 大，叶片自振频率越高。 （2）叶片的高度。叶片越高（越长），叶 片自振频率越低。 （3）叶片的质量。叶片越重，叶片自振频 率越低。 （4）叶片的振型。振型越复杂，叶片自振 频率越高。
C.进行总结，发现安 全工作叶片和损坏叶 片有一条明显的分界 线，分界线上的安全 倍率为安全倍率界限 值，称为许用安全倍 率[Ab]。
不调频叶片的振动强度安全准则为：
∗ K 1 K 2 K d σ a (修正后的耐振强度) Ab = ≥ [ Ab ] K 3 K 4 K 5 K µ σ sb （修正后的汽流弯应力 ）
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轴流式蒸汽轮机动叶片制造工艺简述摘要：介绍了汽轮机等截面直叶片、自由成型叶片、有成型规律叶片汽道加工的毛坯制造、型面加工工艺过程，并介绍了五联动加工中心的基本特点，简单说明了汽轮机叶片几种特种加工方法的基本原理。
关键字：汽轮机动叶片毛坯制造加工工艺特种加工一：汽轮机简介汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。
还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机是一种高温高压高速旋转的机械，尤其对于发电用汽轮机来说，又是大功率输出地原动力机械，所以设计要求汽轮机具有高效率，高安全可靠性，而且可调性要好。
目前我国发电用汽轮机以300～600MW居多，体积庞大，结构精细复杂。
由于多级轴流式汽轮机绝热焓降大，能够充分利用蒸汽的热能，因此绝大多数为发电用汽轮机均为多级轴流式汽轮机。
汽轮机本体主要由转动部分和静止部分两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
因此汽轮机的制造工艺主要为上述部件的制造工艺。
汽轮机制造工艺的特点为：属单件生产，生产期长，材料品种多，材料性能要求高，零件种类多，加工精度高，设备要求高，操作技能要求高，机械加工工种齐全，设计冷热工艺且面广，检测手段齐备要求高，计量设备、测量工具齐全而且要求高采用专门工装多。
二：轴流式蒸汽轮机动叶片制造工艺1：叶片的结构静叶片一般由工作部分和安装部分组成动叶片一般由叶根、叶型部分和叶顶三部分组成2：叶片的工作条件及材料选择叶片的工作条件复杂，除因高速旋转和气流作用而承受较高的静应力和动应力外，还因其分别处在过热蒸汽区、两相过渡区、和湿蒸汽区段内工作而承受高温、高压、腐蚀和冲蚀作用。
因此叶片的材料要满足以下要求：良好的常温和高温机械性能、良好的抗蚀性、良好的减震性、和一定的耐磨性良好的冷热加工性能。
叶片的常用材料有：（1）：铬不锈钢 1Cr13和2Cr13属于马氏体耐热钢，它们除了在室温和工作温度下具有足够的强度外，还具有高的耐蚀性和减振性，是世界上使用最广泛的汽轮机材料。
（2）：强化型铬不锈钢弥补了1Cr13型铬不锈钢热强性较低的缺点，在其中加入钼、钨、钒、铌、硼等。
（3）：低合金珠光体耐热钢用于制造工作温度在450℃以下中压汽轮机各级动叶片和静叶片。
（4）：铝合金和钛合金其密度小、耐蚀性高，用于制造大功率汽轮机末级长动叶片。
3：叶片的毛坯制造（1）：叶片常用的毛坯形式1）方钢毛坯包括静叶片方钢毛坯和动叶片方钢毛坯2）铸造毛坯铸造静叶片静叶片在强度等级上要求相对较低，允许使用铸造毛坯3）锻造毛坯包括动叶片的模锻毛坯、静叶片的模锻毛坯、高速锻毛坯和精锻毛坯4）轧制毛坯5）爆炸成形毛坯4：叶片气道型面加工工艺叶片加工质量的高低直接影响着汽轮机的工作性能，叶片型面的加工量约占叶片加工量的1/2。
叶片型面分截面型线不变的直叶片型面和截面沿叶高变化的扭曲型面。
1、等截面直叶片加工1.1 动叶片(1) 铆接围带动叶片加工：由于内弧是由 R 组成的型线，加工可用普通铣床加圆柱铣刀来完成，采用卧刀法，铣刀直径 D=2R。
当汽道高度 l＞70 mm 时，可采用捅铣加工以提高加工精度、光洁度及刀具寿命。
捅刀设计成 1:100 倒锥，直线部分为 6～8 mm。
铆接围带动叶片加工工艺流程(2) 自带围带动叶片：采用卧刀法。
但铣刀轴径受到围带高度的限制，如果铣刀轴径过小，叶片设计应修改，使围带向背弧方向偏移。
自带围带动叶片加工工艺流程1.2 导叶片冲孔围带导叶片与浇铸孔导叶片可采用同一种方法加工汽道。
毛坯形式：生产批量大用模锻毛坯、生产批量小用扁钢。
多件合并下料可提高生产效率、降低成本。
用型线铣刀加工内弧和背弧。
机床为普通卧铣床，叶片内弦线应水平（与机床工作台平行），使得切削加工及铣刀设计最佳。
2 、有成型规律叶片汽道加工2.1 斜铣叶片加工加工方法：普通卧铣床、专用夹具及型线铣刀。
叶片斜铣结构线与机床工作台纵向进给方向一致，型线铣刀从叶顶向叶根方向吃刀。
2.2 斜铣加靠模叶片加工加工方法：卧式液压仿形铣床、专用夹具、靠模板加型线铣刀。
叶片的 A-A、B-B 截面间的一段斜铣结构线与机床工作台纵向进给方向一致，在机床进给过程中垂直方向液压仿形铣头在特定的靠模板做上、下仿形运动来满足分段方向吃刀。
2.3 扭曲叶片加工方法：普通卧铣床、专用夹具、回转装置、靠模尺加型线铣刀。
通过专用夹具、回转装置使叶片回转轴线与机床工作台纵向进给方向相同。
在机床进给的同时叶片绕回转轴线根据转率旋转与铣刀型线共同形成空间曲面。
回转装置：由固定支座、回转体、齿轮及齿条组成。
回转体回转中心线与机床工作台纵向进给相同，同时与叶片回转中心线重合（夹具固定在回转体上）。
齿轮固定在回转体并通过齿条带动其旋转。
齿条一端装有滚轮沿靠模尺做靠模运动。
3 、自由成型叶片加工3.1 普通立式数控机床夹具：设计时保证叶片 XOZ 平面水平，且 Z 轴指向机床纵向进给方向。
加工内弧 Y 轴指向工作台面，背弧 Y 轴指向工作台上方。
刀具：球头铣刀（优选镶硬质合金刀片的刀具）。
加工方式：横向扫描和纵向扫描。
抛光量：0.03～0.04 mm（波谷处）。
3.2 普通卧式数控铣床夹具：使叶片 XOZ 平面与机床工作台平行，且 Z轴指向工作台纵向。
X 轴指向工作台面。
铣刀：普通Φ20～30 直径圆柱立铣刀。
加工方法：拉铣与横向扫描相结合。
3.3 五联动加工中心五联动加工中心是目前最为先进的叶片汽道加工专用设备。
由于全部采用硬质合金刀具，高速切削（7000～1 0000 转/min），而且该机床设计性能允许大余量切削（即粗加工去余量），所以工效可成倍提高。
切削方式：五联动可使刀具始终处于最佳切削状态，且切削力最小。
由于刀尖切削，又由于工件进给方向保证主切削力始终沿型面方向，即叶片刚性较好方向，所以工件弹性变形小。
现在使用五联动数控型面铣床主要加工自带围带动叶片的扭曲型面，数控型面铣床运用外倾角方法进行切削，用样条曲线连接整个型面上的空间坐标点，从而完成型面加工。
在数控型面铣床上，经一次装夹，使用标准刀具便可除去内背弧和进出汽边的余量，精铣内背弧型面和叶顶，叶根连接处。
高机组效率，大部分叶片型面设计成截面沿叶高变化的扭曲型面。
按传统工艺，扭曲型面的加工较为复杂，一般需12道工序，需配备大量夹具、成型铣刀、内背弧型线样板等工装，技术准备工作周期长，加工效率低。
现在，上海汽轮机厂使用瑞士STARRAG-RIGID公司的NX-155和NX-154和LECHTI公司的五联动数控型面铣，经一次装夹使用标准刀具去除内背弧和进出汽边余量，精铣内背弧型面和顶、根部连接处，一道工序可取代传统工艺的12道工序，效率提高10倍以上，同时可省去大量夹具、成型铣刀和型线样板，缩短了技术准备周期。
型面粗加工采用ISCAR八角形刀片（OEMT 060405AER-76 IC928），主偏角为45度，可转位八个刃切削。
它抗冲击力强，刀盘的容屑槽空间大，出屑方便，适用于粗加工，尤其对高、中压叶片中很难加工的2Cr12NiMoWV-5（C422）马氏体耐热不锈钢材料，效率明显提高，是一般刀片的4-5倍。
5：叶根的机械加工工艺叶根是叶片的主要装配部位，它的加工精度决定着装配质量，并直接影响着汽轮机的安全运行和效率。
常用的叶根有T型、菌型、叉型、枞树型等，叶根的加工工艺过程如下：下表为某300MW汽轮机末级动叶片加工工艺6：叶片加工中的特种加工技术特种加工方法是指区别于传统切削加工方法，利用化学、物理(声、光、电、热、磁)或电化学方法对工件材料进行加工的一系列加工方法的总称。
1）电解加工电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法。
工件接直流电源正极，工具接负极，两极之间保持狭小间隙(0.1mm～0.8mm)。
具有一定压力(0.5MPa～2.5MPa)的电解液从两极间的间隙中高速15m/s～60m/s)流过。
当工具阴极向工件不断进给时，在面对阴极的工件表面上，金属材料按阴极型面的形状不断溶解，电解产物被高速电解液带走，于是工具型面的形状就相应地“复印”在工件上。
其优点有：1，电解加工的刀具-工具电极制造比较容易，工具几乎无耗损2，可不受材料加工性能的影响3，成型精度高，重复精度也高4，加工效率高，一次可直接完成两个型面的加工，校模次数可减少3/4,和仿形铣相比可提高效率5～6倍5，光洁度高，叶片无毛刺，从而减轻了对叶片出汽边圆角的钳工修整量6，废品率很低7，电解后的叶片重量均一，为转子平衡提供了方便2）电火花成型加工电火花加工是在液体介质中进行的，机床的自动进给调节装置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙，当工具电极和工件之间施加很强的脉冲电压（达到间隙中介质的击穿电压）时，会击穿介质绝缘强度最低处。
由于放电区域很小，放电时间极短，所以，能量高度集中，使放电区的温度瞬时高达 10000～12000 ℃，工件表面和工具电极表面的金属局部熔化、甚至汽化蒸发。
局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入工作液中，并被冷却为金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，从而使工件表面形成一个微小的凹坑。
一次放电后，介质的绝缘强度恢复等待下一次放电。
如此反复使工件表面不断被蚀除，并在工件上复制出工具电极的形状，从而达到成型加工的目的。
具有以下特点：1，脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。
不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。
2，脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。
3，加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。
工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。
4，可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。
3）高频感应焊接高频，是相对于50Hz的交流电流频率而言的，一般是指50KHz～400KHz的高频电流。
高频电流通过金属导体时，会产生两种奇特的效应：集肤效应和邻近效应，高频焊接就是利用这两种效应来进行焊接的。
4）激光强化激光表面强化:用激光向零件表面照射加热，在极短时间内，零件表面极薄层就达到相变或熔化温度，从而使表面性能提高。
5）电火花强化电火花强化是以直接放电的方式向零件表面提供能量，并使之转化为热能和其它形式的能量，以达到改变表层化学成分和金相组织的目的，从而使表面性能提高。
电火花强化原理参见左图：R：限流电阻；C：储能电容器组成电火花强化设备的最基本部件是脉冲电源和振动器。